JP2021084136A - 自動構造的レーザー清浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】１又は２以上のパネルの表面処理の改善を可能にする。【解決手段】１つの実施形態において、システム及び方法は、ナットプレート装着ためにコーティングの一部を除去するための自動レーザーシステムを使用することを含む。自動レーザーシステムは、レーザースキャナー及びレーザーヘッドを備え、レーザーヘッドはレーザースキャナーに結合されている。レーザーヘッドは、収容ユニット及び真空コネクタを備え、真空コネクタは、収容ユニットの第１の側面上に配置される。レーザーヘッドは、カメラシステム、光源、第１のアクチュエータ、及び第２のアクチュエータをさらに備え、これら全ては収容ユニットの上面上に配置される。レーザーヘッドは末端部をさらに備え、第２のアクチュエータは末端部を変位させるように構成されている。【選択図】図１

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１９年１１月２７日出願の米国特許出願番号６２／９４１，２６５の優先権を主張するものであり、その開示内容全体は引用により本明細書に組み込まれている。

（技術分野）
本開示は、一般に表面コーティングに関し、より詳細には、ナットプレートを使用するために下部構造体の１又は２以上のセクションを清浄化するための自動システムに関する。

各種タイプのコーティングは、それぞれの表面の特性を変更又は強化するために構造体又は車両の表面に施工することができる。例えば、一部のコーティングは、下に置かれる構造体を保護するため耐候性の層をもたらすために施工することができる。他の例として、コーティングは、航空機の運航中に振動又は他の悪影響を低減するために施工することができる。

これらのコーティングは、１又は２以上のパネルを航空機に組み込む前にこれらのパネルに施工することができる。一般的に、１又は２以上のパネルには、留め具装着のために事前に穿孔された穴が存在する。性能を最大にするために、コーティングは、最初に１又は２以上のパネル上に施工されている。後続の製造段階では、下部構造の１又は２以上のセクション上に複数のナットプレートが装着され、１又は２以上のパネルを航空機に留めるようになっている。複数のナットプレートを装着する前に、複数のナットプレートを下部構造の１又は２以上のセクションに結合するために用いられる所定の接着剤に関する良好な接着強度を実現するために、下部構造の１又は２以上のセクションに施工されたコーティングは、複数のナットプレートが装着される領域の周りで除去する必要がある。

これには問題があり、手動で表面を前処理する方法は、接着剤の接着強度のばらつきにつながり、ナットプレートの剥離をもたらす。
本開示を理解するのを助けるために、添付図面を併用して以下の説明を参照する。

特定の実施形態による例示的な自動レーザーシステムを示す。 特定の実施形態による図１の自動レーザーシステムの収容ユニットの等角断面図を示す。 特定の実施形態による例示的な末端部を示す。 特定の実施形態による図３Ａの末端部を正面図で示す。

本開示のさらなる理解を容易にするために、以下の特定の実施形態の実施例が与えられる。以下の実施例は、本開示の範囲を定める又は限定すると解釈されるべきではない。本開示の実施形態及びその利点は、同様の番号が同様の対応する要素を示すために使用される図１から３Ｂを参照することでさらに理解される。

説明されているように、表面コーティングは、１又は２以上のパネルを航空機に組み込む前にこの１又は２以上のパネル上に施工することができる。１又は２以上のパネルを航空機に固定するのに用いられる複数のナットプレートを結合する前にコーティングの一部を正確に除去するのは難しい場合がある。本明細書では、自動レーザーシステムを用いることで、１又は２以上のパネルの表面処理の改善を可能にする種々のシステム及び方法が説明される。

図１は、自動レーザーシステム１００の等角図を示す。自動レーザーシステム１００は、レーザーを生成しこれを下部構造の１又は２以上のセクションの表面上に向けて、下部構造の１又は２以上のセクションの表面上に配置されるコーティングの一部を除去するように構成することができる。１又は２以上の実施形態において、自動レーザーシステム１００は、自動レーザーシステム１００を多くの位置に動かすように構成された外部アクチュエータに結合することができる。非限定的に、自動レーザーシステム１００は、独立した６軸の周りを動くことができるロボットアームに結合することができる。これらの実施形態において、ロボットアームの周りの自動レーザーシステム１００の動きは制御装置に事前にプログラムすることができる。１又は２以上の実施形態において、自動レーザーシステム１００は、レーザースキャナー１０５、１又は２以上のケーブル１１０、及びレーザーヘッド１１５を備えることができる。実施形態において、レーザースキャナー１０５は、自動レーザーシステム１００を通ってレーザーを送るよう構成することができる。非限定的に、レーザーは、予め定められ走査パターンで作動するよう設定することができる。実施形態において、レーザースキャナー１０５は、任意の適切なサイズ、高さ、形状、及びこれらの組み合わせとすることができる。レーザースキャナー１０５は、ガルバノメーター走査ミラーを備えることができる。図示のように、レーザースキャナー１０５は、１又は２以上のケーブル１１０を介して外部制御装置及び／又はレーザー光源に例えば信号やレーザーを伝達可能に（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｖｅｌｙ）接続することができる。実施形態において、１又は２以上のケーブル１１０は、任意の適切な電気ケーブルとすることができる。非限定的に、１又は２以上のケーブル１１０は、同軸ケーブル、通信ケーブル、金属被覆ケーブル、非金属被覆ケーブル、光ファイバーケーブル、及びこれらの組み合わせとすることができる。実施形態において、１又は２以上のケーブル１１０は、少なくとも１つの通信ケーブル及び少なくとも１つの光ファイバーケーブルを備えることができる。作動時、外部制御装置は、自動レーザーシステム１００の動き及び作動を制御することができる。１又は２以上の実施形態において、外部制御装置は、１又は２以上のインタフェース、処理回路、メモリ、及び／又は他の適切な要素を含むことができる。インタフェースは、入力を受けとり、出力を送り、入力及び／又は出力を処理し、及び／又は他の適切な操作を行う。インタフェースは、ハードウェア及び／又はソフトウェアを備えることができる。さらなる実施形態において、レーザー光源は、レーザースキャナー１０５の外部に配置することができ、１又は２以上のケーブル１１０を介してレーザーをレーザースキャナー１０５へ送ることができる。

処理回路は、構成要素の操作を実行するか又は管理する。処理回路は、ハードウェア及び／又はソフトウェアを含むことができる。処理回路の例は、１又は２以上のコンピュータ、１又は２以上のマイクロプロセッサ、１又は２以上のアプリケーションなどを含む。特定の実施形態において、処理回路は、ロジック（例えば、命令）を実行して、入力から出力を発生させるなどの動作（例えば、操作）を行わせる。処理回路で実行されるロジックは、１又は２以上の有形の非一時的なコンピュータ可読媒体（メモリなど）の中にエンコードすることができる。例えば、このロジックは、コンピュータプログラム、ソフトウェア、コンピュータ実行可能命令、及び／又はコンピュータで実行することができる命令を含むことができる。特定の実施形態において、実施形態の動作は、コンピュータプログラムを記憶する、具現化する、及び／又はエンコードする、及び／又は記憶された及び／又はエンコードされたコンピュータプログラムを有する、１又は２以上のコンピュータ可読媒体によって行うことができる。

メモリ（又はメモリユニット）は情報を記憶する。メモリは、１又は２以上の非一時的で有形なコンピュータ可読及び／又はコンピュータ実行可能な記憶媒体を含むことができる。メモリの例として、コンピュータメモリ（例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭ）、大容量記憶媒体（例えば、ハードディスク）、リムーバブル記憶媒体（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）又はデジタルビデオディスク（ＤＶＤ））、データベース及び／又はネットワークストレージ（例えば、サーバー）、及び／又は他のコンピュータ可読媒体を挙げることができる。

本明細書において、１又は複数のコンピュータ可読非一時的記憶媒体としては、１又は２以上の半導体ベースの又は他の集積回路（ＩＣ）（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）又は特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）など）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ハイブリッドハードドライブ（ＨＨＤ）、光ディスク、光ディスクドライブ（ＯＤＤ）、磁気光学ディスク、磁気光学ドライブ、フロッピーディスケット、フロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）、磁気テープ、半導体ドライブ（ＳＳＤ）、ＲＡＭドライブ、セキュアデジタルカード又はドライブ、他の適切なコンピュータ可読非一時的記憶媒体、又は適切な場合はこれらの２又は３以上の任意の適切な組み合わせを挙げることができる。コンピュータ可読非一時的記憶媒体は、揮発性、不揮発性、又は適切な場合は揮発性と不揮発性の組み合わせである。

図１でさらに示すように、レーザースキャナー１０５は、フランジ１２０を介してレーザーヘッド１１５に結合することができる。図示のように、円形コネクタ１２５は、レーザースキャナー１０５の略矩形の基部１３０から延在することができる。１又は２以上の実施形態において、フランジ１２０は、レーザーヘッド１１５の近くに配置することができ、さらにコネクタ１２５に固定されることでレーザーヘッド１１５をレーザースキャナー１０５に結合することができる。１又は２以上の実施形態において、フランジ１２０は、導管１２８の端部の近くに配置することができ、導管の反対側の端部は、レーザーヘッド１１５の近くに配置することができる。実施形態において、レーザーヘッド１１５は、生成されたレーザーをレーザースキャナー１０５から所望の予め設定された部位の方へ向けるように設定することができ、生成されたレーザーは、導管１２８内の光路に沿って進む。実施形態において、レーザーヘッド１１５は、任意の適切なサイズ、高さ、形状、及びこれらの組み合わせとすることができる。レーザーヘッド１１５は、収容ユニット１３５、真空コネクタ１４０、カメラシステム１４５、光源１５０、第１のアクチュエータ１５５、第２のアクチュエータ１６０、第１のミラー１６５、及び末端部１７０を備えることができる。収容ユニット１３５は、任意の適切なサイズ、高さ、形状、及びこれらの組み合わせとすることができる。実施形態において、収容ユニット１３５は、複数の内部構成要素を含むことができる（以下、図３で説明する）。図示のように、レーザーヘッド１１５の残りの構成要素は、収容ユニット１３５の周りに配置することができる。

例えば、真空コネクタ１４０は、収容ユニット１３５の第１の側面１７２の近くに配置することができる。他の実施形態において、真空コネクタ１４０は、収容ユニット１３５の任意の他の適切な部位に配置することができる。実施形態において、真空コネクタ１４０は、微粒子を除去する手段を設けることで収容ユニット１３５の内部を清浄化するように構成することができる。１又は２以上の実施形態において、真空コネクタ１４０は、真空コネクタ１４０の端部の周りを真空にするための手段に接続することができる。真空コネクタ１４０の反対側の端部は、収容ユニット１３５の内部に流体的に接続することができる。作動時、真空コネクタ１４０は、収容ユニット１３５の内部の任意の適切な微粒子、流体、及びこれらの組み合わせを除去することができる。

１又は２以上の実施形態において、カメラシステム１４５及び光源１５０は、収容ユニット１３５の上面１７３の周りに配置することができる。他の実施形態において、カメラシステム１４５及び光源１５０は、収容ユニット１３５の任意の他の適切な部位の周りに配置することができる。実施形態において、開示されたカメラシステム１４５及び光源１５０と同様の任意の適切なカメラシステム及び光源を用いることができる。カメラシステム１４５及び／又は光源１５０は、外部制御装置に通信可能に接続することができ、外部制御装置によって作動させることができる。カメラシステム１４５は、末端部１７０を介して画像を取り込むように構成することができる。光源１５０は、末端部１７０から外に向けられる光を提供するよう構成することができる。非限定的に、生成された光は、青色光又は任意の他の適切な色の光とすることができる。

１又は２以上の実施形態において、第１のアクチュエータ１５５及び第２のアクチュエータ１６０は、収容ユニット１３５の上面１７３の周りに、カメラシステム１４５及び光源１５０に加えて配置することができる。他の実施形態において、第１のアクチュエータ１５５及び第２のアクチュエータ１６０は、収容ユニット１３５の任意の他の適切な部位の周りに配置することができる。第１のアクチュエータ１５５は、収容ユニット１３５内の内部構成要素（すなわち、図２の第３の内部ミラー２１０）を変位させるように構成することができる。第２のアクチュエータ１６０は、末端部１７０を変位させるように構成することができる。１又は２以上の実施形態において、第１のアクチュエータ１５５及び第２のアクチュエータ１６０は、対象物を一軸に沿って（例えば、垂直方向に沿って）変位させることが可能なリニアアクチュエータとすることができる。１又は２以上の実施形態において、第１のアクチュエータ１５５及び第２のアクチュエータ１６０は、同じ種類のアクチュエータとすることができる。代替の実施形態において、第１のアクチュエータ１５５及び第２のアクチュエータ１６０は、異なる種類のアクチュエータとすることができる。

図示のように、第２のアクチュエータ１６０は、リンク機構１７５で末端部１７０を変位させることができる。実施形態において、末端部１７０は、固定構造１８０に結合することができる。固定構造１８０は、リンク機構１７５の端部に結合することができる。リンク機構１７５の反対側の端部は、第２のアクチュエータ１６０に結合することができる。実施形態において、リンク機構１７５及び固定構造１８０は、任意の適切なサイズ、高さ、形状、及びこれらの組み合わせとすることができる。実施形態において、固定構造１８０は、限定されるものではないが、ナット、ボルト、ねじ、ピン、ワッシャー、クランプ、クリップ、リテーニングリンク、及びこれらの組み合わせなどの任意の適切な留め具を備えることができる。図示のように、固定構造１８０は、基部１８５及び第１のミラー１６５を備えることができる。基部１８５は、任意の適切なサイズ、高さ、形状、及びこれらの組み合わせとすることができる。実施形態において、基部１８５は、ガイドピン及び／又は他の適切な留め具によって末端部１７０に結合することができる。実施形態において、基部１８５は、末端部１７０の内部穴（図３Ａでさらに説明する）と同心の内部穴（図示せず）を備えることができる。基部１８５の内部穴は、第１のミラー１６５を通る固定構造１８０の垂直穴（図示せず）に接続することができる。１又は２以上の実施形態において、第１のミラー１６５は、適切な角度で基部１８５の上部に配置することができる。非限定的に、第１のミラー１６５は、基部１８５の底部に対して約４５度の角度で基部１８５の上部に配置することができる。第１のミラー１６５の配置は、光路（例えば、レーザースキャナー１０５、カメラシステム１４５、光源１５０、及びこれらを組み合わせたものからの）を、固定構造１８０を通って、基部１８５、続いて末端部１７０に向かわせるように設定することができる。

図２は、収容ユニット１３５の内部の等角図を示す。図示のように、収容ユニット１３５の内部には第１の内部ミラー２００、第２の内部ミラー２０５、及び第３の内部ミラー２１０が配置されている。第１の内部ミラー２００は、カメラシステム１４５によってもたらされた光路の中において収容ユニット１３５の底面２１５上に配置することができる。第２の内部ミラー２０５は、光源１５０によってもたらされた光路の中において収容ユニット１３５の底面２１５上に配置することができる。１又は２以上の実施形態において、第３の内部ミラー２１０は、第１の内部ミラー２００及び／又は第２の内部ミラー２０５によって向けられた光路の中に配置することができる。第３の内部ミラー２１０は、第１のアクチュエータ１５５の一部の周りに配置することができ、第１のアクチュエータ１５５は、第１の内部ミラー２００及び／又は第２の内部ミラー２０５によって向けられた光路の内外に第３の内部ミラー２１０を変位させるように構成されている。１又は２以上の実施形態において、第１のアクチュエータ１５５は、外部制御装置の実行により、第１の内部ミラー２００及び／又は第２の内部ミラー２０５によって向けられた光路の中に及び／又は外に垂直に第３の内部ミラー２１０を変位させることができる。

１又は２以上の実施形態において、第１の内部ミラー２００、第２の内部ミラー２０５、及び第３の内部ミラー２１０は、任意の適切な角度で配置することができる。非限定的に、第１の内部ミラー２００及び第２の内部ミラー２０５は、収容ユニット１３５の底面２１５に対して約４５度の角度で配置することができる。非限定的に、第３の内部ミラー２１０は、収容ユニット１３５の第２の側面２２０に対して約４５度の角度で配置することができ、第２の側面２２０は、第１の側面１７２（図１参照）の反対側である。１又は２以上の実施形態において、第１の内部ミラー２００及び第２の内部ミラー２０５は、光路を第３の内部ミラー２１０の方に向けるように配置することができる。１又は２以上の実施形態において、第３の内部ミラー２１０は、入射光路を収容ユニット１３５から垂直に離れる方向に向けるように角度を付けることができ、光路は、レーザースキャナー１０５の方向（図１参照）とは反対方向に向かうことができる。作動時、第３の内部ミラー２１０は、第２の側面２２０の内側に対して配置された第１のアクチュエータ１５５のレール２２５に沿って垂直に平行移動することができる。

さらに図示するように、導管１２８（図１参照）は、収容ユニット１３５の内部に連通するように接続することができる。導管１２８の中の穴２３０に沿って進む光路は、固定構造１８０の垂直穴に対して同心とすることができる（図１参照）。１又は２以上の実施形態において、第３の内部ミラー２１０は、初期位置では第１の内部ミラー２００及び／又は第２の内部ミラー２０５の光路の中にある。初期位置では、第３の内部ミラー２１０は、固定構造１８０の垂直穴から穴２３０を遮ることができる。作動時、第１のアクチュエータ１５５は、第３の内部ミラー２１０を初期位置から第２の位置に変位させるように作動することができる。実施形態において、初期位置と第２の位置とは垂直方向にオフセットすることができ、これにより、穴２３０と固定構造１８０の垂直穴との間に空間がもたらされる。

図２は、第２の真空コネクタ２３５をさらに示す。第２の真空コネクタ２３５は、収容ユニット１３５の下に配置することができる。第２の真空コネクタ２３５の第１の端部２４０は、固定構造１８０の基部１８５（図１参照）に接続することができる。１又は２以上の実施形態において、第２の真空コネクタ２３５の内部穴２４５は、末端部１７０（図１参照）に連通するように接続することができる。実施形態において、第１の端部２４０の反対側の端部は、真空手段に接続することができる。作動時、第２の真空コネクタ２３５は、末端部１７０の端部の周りの微粒子を除去するように構成することができる。

図３Ａ及び３Ｂは末端部１７０を示す。図３Ａは末端部１７０の等角図を示し、図３Ｂは末端部１７０の正面図を示す。末端部１７０は、任意の適切なサイズ、高さ、形状、及びこれらの組み合わせとすることができる。図示のように、末端部１７０は、本体３００、取付けフランジ３０５、中心穴３１０、第２のミラー３１５、及び出口３２０を備えることができる。実施形態において、本体３００は、略正方形又は矩形断面形状とすることができる。一部の実施形態において、本体３００は、本体３００の長さに沿って様々な寸法をもつことができる。取付けフランジ３０５は、本体３００の第１の端部３２５に配置することができる。取付けフランジ３０５は、固定構造１８０（図１参照）の基部１８５（図１参照）に結合するように構成することができる。実施形態において、取付けフランジ３０５は、任意の適切なサイズ、高さ、形状、及びこれらの組み合わせとすることができる。非限定的に、取付けフランジ３０５は、略正方形又は矩形断面形状とすることができる。

実施形態において、中心穴３１０は、取付けフランジ３０５及び出口３２０でアクセスすることができる。中心穴３１０は、任意の適切なサイズ、形状、長さ、及びこれらの組み合わせとすることができる。実施形態において、中心穴３１０の長さは、本体３００と取付けフランジ３０５の厚さを合わせた長さと同じとすることができる。１又は２以上の実施形態において、中心穴３１０は全長にわたって均一な円形とすることができる。非限定的に、中心穴３１０は、約３／１６インチ（約４．７６２５ｍｍ）、約１／４インチ（約６．３５ｍｍ）、約５／１６インチ（約７．９３７５ｍｍ）、約３／８インチ（約９．５２５ｍｍ）、又は任意の他の適切な基準増分である直径をもつことができる。

１又は２以上の実施形態において、第２のミラー３１５は、本体３００の第２の端部３３０に配置することができ、第２の端部３３０は、第１の端部３２５の反対側である。１又は２以上の実施形態において、第２のミラー３１５は、任意の適切な角度で配置することができる。非限定的に、第２のミラー３１５は、本体３００の中心軸に対して約４５度の角度で配置することができる。作動時、光路は、本体３００の中心穴３１０を通って進むことができる。これらの実施形態において、第２のミラー３１５は、光路を、中心穴３１０から出て本体３００の中心軸に対して所定の角度で出口３２０を通るように向けるように構成することができる。非限定的に、指向された光路は、本体３００の中心軸に対して垂直に出口３２０から出る。実施形態において、出口３２０は、任意の適切なサイズ及び／又は形状とすることができる。出口３２０は、中心穴３１０にアクセスできるように構成された本体３００の開口とすることができる。

図示のように、本体３００の中に配置された真空穴３３５が存在できる。真空穴３３５は、第２の真空コネクタ２３５（図２参照）を本体３００の第２の端部３３０に連通するように接続するように構成することができる。作動時、レーザーヘッド１１５（図１参照）が作動する際に、前もって１又は２以上のパネルに施工されたコーティングの微粒子が発生する可能性がある。微粒子が発生すると、真空引き手段を所望の領域に適用して微粒子を除去することができる。１又は２以上の実施形態において、真空引き手段は、本体３００の第２の端部３３０の周りに配置された真空ポート３４０を介して微粒子を真空穴３３５の中に引き込むことができる。実施形態において、真空ポート３４０は、真空穴３３５にアクセスするのを可能にするように構成された開口とすることができる。

図１−３Ｂを参照して本開示に提示される方法を説明する。オペレータは、ナットプレート装着前に１又は２以上のパネル上に存在するコーティングの一部を除去するために自動レーザーシステム１００を利用することができる。詳細には、自動レーザーシステム１００は、複数の事前に穿孔された穴の周りに存在するコーティングの一部を除去するために使用することができる。

最初に、自動レーザーシステム１００は、複数の事前に穿孔された穴を割り出すことができる。自動レーザーシステム１００は、外部制御装置によって、１又は２以上のパネルの各々に関して事前にプログラムされた経路及び／又は部位を利用することができる。実施形態において、自動レーザーシステム１００は、複数の事前に穿孔された穴のうちの１つの近くに配置することができる。自動レーザーシステム１００は、外部制御装置の事前にプログラムされた命令に基づいて、複数の事前に穿孔された穴のうちの１つの中心を決めることができる。自動レーザーシステム１００は、事前にプログラムされた命令によって決定された中心に対する実際の中心のＸ及びＹ軸での任意のオフセットを測定することができる。実施形態において、実際の中心が許容誤差を超える場合、外部制御装置は、ロボットアーム、自動レーザーシステム１００、又は両者に対して、自動レーザーシステム１００が許容誤差の範囲にあるように再調整するよう指示することができる。非限定的に、許容誤差は、約０．１ｍｍから約４ｍｍである。これらの実施形態において、第３の内部ミラー２１０は、第１の内部ミラー２００及び／又は第２の内部ミラー２０５の光路の中の初期位置とすることができる。実際の中心及び測定されたオフセットは、カメラシステム１４５及び光源１５０を利用して決定することができる。実施形態において、実際の中心が許容誤差内にある場合、自動レーザーシステム１００は、レーザースキャナー１０５を動作させるように作動することができる。

作動時、レーザースキャナー１０５は、自動レーザーシステム１００を通って末端部１７０から出る光路に沿って進むようレーザーを向けるように作動することができる。１又は２以上の実施形態において、レーザースキャナー１０５は、約１００ｋＨｚの周波数で動作することができる。レーザースキャナー１０５の作動前に、第３の内部ミラー２１０は、第２の位置に平行移動するように作動させることができ、これにより、穴２３０と固定構造１８０の垂直穴との間のアクセスが可能になる。実施形態において、レーザーは、レーザースキャナー１０５から、穴２３０を通り、固定構造１８０の垂直穴を通り、第１のミラー１６５で偏向されて末端部１７０の中心穴３１０を通って進み、第２のミラー３１５で偏向されて末端部１７０の出口３２０を通って出る光路に沿って進むことができる。

自動レーザーシステム１００が作動する際に、真空引き手段が同様に作動することができる。実施形態において、真空引き手段は、レーザースキャナー１０５の作動と同時に、その前に、その後に、及びこれらの組み合わせで作動することができる。レーザースキャナー１０５で生成されたレーザーが、複数の事前に穿孔された穴の周りの１又は２以上のパネル上に配置されたコーティングの少なくとも一部を除去する際に、真空引き手段は、この操作によって生じたいかなる微粒子も除去することができる。

レーザースキャナー１０５の作動が終了すると、自動レーザーシステム１００は、清浄化された表面領域の光学検査を行うことができる。これらの実施形態において、第３の内部ミラー２１０は、末端部１７０の出口３２０の近くの表面領域を検査するためにカメラシステム１４５及び光源１５０を使用する目的で、初期位置に平行移動して戻るように作動させることができる。自動レーザーシステム１００は、表面領域が容認できる状態で清浄であると決定すると、複数の事前に穿孔された穴のうちの次の１つの上に移動し、この工程を繰り返すことができる。自動レーザーシステム１００は、表面領域が容認できる状態で清浄ではないと決定すると、上記の開示された方法を繰り返すことで残っているコーティングを除去する二次的な操作を行うことができる。

本開示の技術的利点は、以下の１又は２以上を含むことができる。本明細書に記載の自動レーザーシステム１００は、ナットプレートの剥離に関連するスクラップ量、再加工、及び補修を低減することができる。自動レーザーシステム１００は、手動による技法に比べて装着するのに必要な時間を短くすることができる。

本開示は、本明細書に記載の種々の実施形態及び実施例に関して説明されている種々の技術的利点などの多数の利点を提供することができる。他の技術的利点は、当業者であれば、以下の図面、記述、及び特許請求の範囲からすぐに分かるであろう。さらに、本明細書では特定の利点が列挙されているが、種々の実施形態は、列挙された利点の一部又は全てを含むこと、又は全く含まないこともできる。

本明細書では、「又は」は、明示的に別段の指示がない限り、又は文脈上の別段の指示がない限り包括的であり、排他的ではない。従って、本明細書では、「Ａ又はＢ」は、明示的に別段の指示がない限り、又は文脈上の別段の指示がない限り、「Ａ、Ｂ、又はその両方」を意味する。さらに、「及び」は、明示的に別段の指示がない限り、又は文脈上の別段の指示がない限り、連帯及び個別の両方である。従って、本明細書では、「Ａ及びＢ」は、「連帯的に又は個別的に、Ａ及びＢ」を意味する。

本開示の範囲は、本明細書で説明又は例示する例示的な実施形態に対する当業者であれば理解できるはずの全ての変更、置換、変形、改変、及び修正を包含する。本開示の範囲は、本明細書で説明又は例示する例示的な実施形態に限定されない。さらに、本開示は、本明細書のそれぞれの実施形態が特定の構成要素、要素、機能、動作、又はステップを含むと説明及び例示されるが、これらの実施形態のいずれも、当業者であれば理解できるはずの、本明細書のどこかで説明又は例示する構成要素、要素、機能、動作、又はステップのいずれかの任意の組み合わせ又は置換を含むことができる。さらに、特定の機能を実行するように適合される、配置される、可能にする、構成される、機能する、動作可能である、又は動作する装置又はシステムもしくは装置又はシステムの構成要素に対する特許請求の範囲における言及は、その装置、システム又は構成要素がそのように適合される、配置される、可能にする、構成される、機能する、動作可能である、又は動作する限り、その特定の機能が動作する、作動する、又は解除されるか否かを問わず、そのような装置、システム、構成要素を包含する。加えて、本開示は、特定の利点を提供するものとして特定の実施形態を説明又は例示するが、特定の実施形態は、これらの利点を提供しないこと、一部又は全てを提供することができる。

１０５ レーザースキャナー
１１０ ケーブル
１１５ レーザーヘッド
１２０ フランジ
１２５ コネクタ
１３０ 基部
１３５ 収容ユニット
１４０ 真空コネクタ
１４５ カメラシステム
１５０ 光源
１５５ 第１のアクチュエータ
１６０ 第２のアクチュエータ
１６５ 第１のミラー
１７０ 末端部
１７２ 第１の側面
１７３ 上面
１８５ 基部

Claims (20)

1. レーザースキャナーと、
   前記レーザースキャナーに結合するレーザーヘッドと、
   を備える自動レーザーシステムであって、
   前記レーザーヘッドは、
   収容ユニットと、
   前記収容ユニットの第１の側面上に配置される真空コネクタと、
   前記収容ユニットの上面上に配置されるカメラシステムと、
   前記収容ユニットの上面上に配置される光源と、
   前記収容ユニットの上面上に配置される第１のアクチュエータと、
   前記収容ユニットの上面上に配置される第２のアクチュエータであって、前記光源が前記カメラシステムと前記第２のアクチュエータとの間に配置され、前記第２のアクチュエータが前記光源と前記第１のアクチュエータとの間に配置される、前記第２のアクチュエータと、
   末端部と、を備え、
   前記第２のアクチュエータは、前記末端部を変位させるように構成される、自動レーザーシステム。
2. レーザー光源及び外部制御装置が、１又は２以上のケーブルを介して前記レーザースキャナーに伝達可能に接続される、請求項１に記載の自動レーザーシステム。
3. 前記１又は２以上のケーブルは、光ファイバーケーブル及び通信ケーブルを備える、請求項２に記載の自動レーザーシステム。
4. 前記自動レーザーシステムは、独立した６軸の周りで動くことができるロボットアームに結合される、請求項１に記載の自動レーザーシステム。
5. 前記末端部は、固定構造に結合し、前記固定構造は、リンク機構の端部に結合し、前記リンク機構の反対側の端部は前記第２のアクチュエータに結合する、請求項１に記載の自動レーザーシステム。
6. 前記固定構造は、基部、第１のミラー、及び垂直穴を備える、請求項５に記載の自動レーザーシステム。
7. 前記第１のミラーは前記基部の上に配置され、前記基部は内部穴を備え、前記内部穴と前記垂直穴とが連通するように接続されている、請求項６に記載の自動レーザーシステム。
8. 前記末端部は、本体、取付けフランジ、中心穴、第２のミラー、出口、真空穴、及び真空ポートを備える、請求項１に記載の自動レーザーシステム。
9. 前記取付けフランジは、前記本体の第１の端部に配置され、前記第２のミラー及び前記出口は、前記本体の第２の端部に配置される、請求項８に記載の自動レーザーシステム。
10. 前記中心穴は、３／１６インチ（４．７６２５ｍｍ）、１／４インチ（６．３５ｍｍ）、５／１６インチ（７．９３７５ｍｍ）、又は３／８インチ（９．５２５ｍｍ）の直径を有する、請求項８に記載の自動レーザーシステム。
11. 前記収容ユニットは、第１の内部ミラー、第２の内部ミラー、第３の内部ミラー、及びレールを備える、請求項１に記載の自動レーザーシステム。
12. 前記第１の内部ミラーは、前記カメラシステムによってもたらされた光路の中において前記収容ユニットの底面上に配置され、前記第２の内部ミラーは、前記光源によってもたらされた光路の中において前記収容ユニットの前記底面上に配置される、請求項１１に記載の自動レーザーシステム。
13. 前記第３の内部ミラーは、前記第１のアクチュエータの前記レールの上に配置され、前記第１のアクチュエータは、前記第３の内部ミラーを平行移動させるように構成され、前記レールは、前記収容ユニットの第２の側面の内面上に配置される、請求項１１に記載の自動レーザーシステム。
14. ナットプレート装着のために１又は２以上のパネルの表面領域を清浄化する方法であって、
    前記１又は２以上のパネルの複数の事前に穿孔された穴のうちの１つの周りに自動レーザーシステムを配置するステップと、
    外部制御装置からの事前にプログラムされた命令によって前記複数の事前に穿孔された穴のうちの１つの中心を決定するステップと、
    前記事前にプログラムされた命令による前記中心に対する実際の中心のＸ及びＹ軸でのオフセットを測定するステップと、
    前記１又は２以上のパネル上に配置されたコーティングの一部を除去するためにレーザーを生成するように自動レーザーシステムを作動させるステップと、
    を含む方法。
15. 第３の内部ミラーを初期位置から第２の位置に変位させるように第１のアクチュエータを作動させるステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記自動レーザーシステムの作動と同時に真空引き手段を作動させるステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
17. 第１の内部ミラー、第２の内部ミラー、及び第３の内部ミラーを備える収容ユニットと、
    前記収容ユニットの第１の側面上に配置される真空コネクタと、
    前記収容ユニットの下に配置される第２の真空コネクタと、
    前記収容ユニットの上面上に配置されるカメラシステム
    前記収容ユニットの上面上に配置される光源と、
    前記収容ユニットの上面上に配置される第１のアクチュエータと、
    前記収容ユニットの上面上に配置される第２のアクチュエータであって、前記光源が前記カメラシステムと前記第２のアクチュエータとの間に配置され、前記第２のアクチュエータが前記光源と前記第１のアクチュエータとの間に配置される、前記第２のアクチュエータと、
    末端部と、
    を備えるレーザーヘッドであって、
    前記第２のアクチュエータは、前記末端部を変位させるように構成され、前記末端部は固定構造に結合され、前記固定構造はリンク機構の端部に結合され、前記リンク機構の反対側の端部は前記第２のアクチュエータに結合される、レーザーヘッド。
18. 前記固定構造は、基部、第１のミラー、及び垂直穴を備え、前記第１のミラーは、前記基部の上に配置され、前記基部は内部穴を備え、前記内部穴と前記垂直穴とが連通するように接続されている、請求項１７に記載のレーザーヘッド。
19. 前記末端部は、本体、取付けフランジ、中心穴、第２のミラー、出口、真空穴、及び真空ポートを備え、前記取付けフランジは前記本体の第１の端部に配置され、前記第２のミラー及び前記出口は前記本体の第２の端部に配置され、前記取付けフランジは前記基部に結合され、前記基部の前記内部穴は前記中心穴に対して同心である、請求項１８に記載のレーザーヘッド。
20. 前記第１の内部ミラーは、前記カメラシステムによってもたらされた光路の中において前記収容ユニットの底面上に配置され、前記第２の内部ミラーは、前記光源によってもたらされた光路の中において前記収容ユニットの前記底面上に配置され、前記第３の内部ミラーは、前記第１のアクチュエータのレールの上に配置され、前記第１のアクチュエータは、前記第３の内部ミラーを平行移動させるように構成され、前記レールは、前記収容ユニットの第２の側面の内面上に配置される、請求項１７に記載のレーザーヘッド。

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